penuangan dan inspesi logam

7/24/2019 penuangan dan inspesi logam

1/41

PL IV

PENUANGAN DAN INSPEKSI

4.1 Tujuan

1. Praktikan dapat mengetahui dan memahami definisi beserta macam pengecoran

logam

2. Praktikan dapat mengetahui macam cacat coran beserta penyebab dan

pencegahannya

3. Praktikan mampu menganalisa hasil coran berserta solusi pada cacat coran

4.2 Dasar Teori

4.2.1 Pengecoran Logam

Pengecoran logam adalah salah satu proses manufaktur dengan cara

meleburkan logam pada suhu superheating (sampai sekitar 500C 1000C diatas titik

lebur logam kemudian dituangkan dalam cetakan dan membiarkan membeku dalam

cetakan. Pengecoran memiliki beberapa kelebihan dibandingkan dengan proses

manufaktur lainnya! seperti yang dipaparkan pada tabel ".1. #erikut ini dapat dilihat

diagram alir proses pengecoran logam pada gambar ".1.

$ambar ".1 % &iagran alir proses Sand Mold casting'umber % alpak)ian! 200* % 300


2/41

+abel ".1 elebihan Pengecoran logam terhadap proses manufaktur lainnya

Pengecoran ,ogam Proses -anufaktur ,ainnya

#isa untuk produk berbentuk rumit dari

dimensi kecil hingga besar

-eski bisa melakukan pembentukan

produk berdimensi rumit! akan sangat

mahal dan tidak mungkin dilakukan

permesinan

#ahan baku yang digunakan untuk

mengecor bisa dari scrup atau bisa )uga

dari barang rongsokan

#iaya inestasi produksi masal lebih

tinggi daripada pengecoran

-emiliki sifat isotropis (ketahanan

termal

&ibutuhkan gaya yang sangat besar untuk

membentuk logam men)adi benda ker)a

(misal permesinan dan penempaan

&alam pengecoran logam! secara umum dikelompokkan men)adi dua )enis

berdasarkan pada cetakan pengecoran! yaitu %

1. Expandable Mold Casting

Expandable mold castingadalah teknik pengecoran logam yang cetakannya

hanya dapat digunakan satu kali sa)a. #erikut contoh dari expandable mold casting!

yaitu%

a. Sand Mold Casting

&apat diartikan pengecoran ini menggunakan media pasir! air dan bahan

pengikat! sebagai cetakan )enis ini banyak diminati karena%

1. &apat dipakai untuk logam dengan titik lebur tinggi

2. &apat digunakan mencetak benda dari ukuran kecir hingga besar

3. /umlah produksi mulai dari satuan hingga puluhan.

+ahapan sand mold casting ganti yang di tasur

1. Papan cetakan diletakan pada lantai yang rata dengan pasir yang tersebar

mendatar.2. Pola dan rangka cetakan untuk drag diletakkan di atas papan cetakan. angka

cetakan harus cukup besar sehinggatebalnya pasir 30 sampai 50 mm. ,etak

saluran ditentukan lebih dulu.

3. Pasir muka yang telah diayak ditaburkan untuk menutupi permukaan pola

dalam rangka cetak. ,apisan pasir muka dibuat setebal 30 mm.

". Pasir cetak ini ditimbun di atasnya dan dipadatkan dengan penumbuk. &alam

penumbukan ini harus dilakukan hatihati agar pola tidak terdorong langsung

oleh penumbuk. emudian pasir yang tertumpuk meleati tepi atas dari rangka

cetakan digaruk dan cetakan diangkat bersama pola dari papan cetakan.


3/41

5. Cetakan dibalik dan diletakan pada papan cetakan! dan setengah pola lainnya

bersamasama rangka cetakan untuk cup dipasang diatasnya! kemudian bahan

pemisah ditaburkan di permukaan pisah dan di permukaan pola.

*. #atang saluran turun atau pola untuk penambah dipasang! kemudian pasir muka

dan pasir cetak dimasukkan dalam rangka cetakan dan dipadatkan.

. Pengalir dan saluran dibuat dengan mempergunakan spatula.

4. ,ogam cair dituang pada suhu tinggi.

. Peker)aan penyelesaian dilakukan.

+ahapan pembuatan cetakan pasir dapat dilihat pada gambar ".2

$ambar ".2 % +ahapan -embuat Cetakan Pasir

'umber % 'urdia dan en)i! 2013%"

b. Investment Casting

Cara ini merupakan cara pengecoran khusus dimana pola benda ker)a dibuat

dari lilin. 'etelah itu dipanaskan agar lilin meleleh sehingga meninggalkan rongga

hingga diisi dengan logam cair. 6ntuk lebih )elasnya! coran dengan pola lilindapat

dilihat pada gambar ".3.

+ahapan investment casting1. Pembuatan cetakan untuk pengecoran lilin2. Pola lilin dan sistem saluran3. Pola lilin dan sistem saluran disusun agar men)adi pola". 'usunan tersebut dilapisi5. 'usunan pola yang dilapisi ditutup dengan campuran inestment*. -enghilangkan lilin dengan pemanasan dengan suhu 100o 110o

. Cetakan dibakar dengan temperatur 40o 110o

4. ,ogam cair dituangkan pada cetakan bertemperatur tinggi. Peker)aan penyelesaian dilakukan


4/41

tp

$ambar ".3 % +ahapan prosesInvestment casting

'umber %Dyne Casting! 2010

c. Evaporative Pattern Casting

+ermasuk sistem saluran masuk riser dan inti dibuat dari bahan busapoliesteren. &alam hal ini cetakan tidak harus dibuka dalam cup dan drag karena

pola tidak harus dikeluarkan. 6ntuk lebih )elasnya! evaporative casting dapat

dilihat pada gambar ".".

+ahapanEvaporativecasting

1. Pembuatan cetakan untuk pengecoran

2. Pembuatan pola dan sistem saluran dari busa

3. Pola busa langsung disusun pada cetakan dan diberi pasir

". ,ogam cair dituang pada suhu tinggi sehingga mengakibatkan pola busa

menguap5. Peker)aan penyelesaian dilakukan

$ambar "." %Evaporate Casting

'umber % alpak)ian (200 % 20

2. Multiple Mold Casting

Multiple Mold Casting adalah proses pengecoran logam dengan cetakan

permanen. Cetakan permanen memiliki beberapa keuntungan diantaranya adalah

dapat digunakan pada skala produksi massal sehingga biaya produksi dapat


5/41

diminimalisir dan cetakan permanen memiliki keuntungan toleransi dimensi yang

baik yang termasuk dalam multiple mold casting yaitu%

a. Die Casting (Cetak +ekan

Pengecoran cetak tekan termasuk proses pengecoran cetakan permanen

dengan cara mengin)eksikan logam cair kedalam rongga cetakan dengan cetakan

tinggi (1 sampai 30 -Pa . +ekanan tetap dipertahankan selama proses

pembekuan. +erdapat dua )enis cetak tekan! yaitu %

1. -esin Cetak +ekan uang Panas (Hot Chamber

Pada mesin cetak ruang panas ! tungku peleburan terdapat pada mesin dan

silinder in)eksi terendam dalam logam cair.tekanan in)eksi berkisar antara 35

-Pa. -esin ini digunakan untuk logam cor dengan titik lebur rendah seperti 'n

! Pb !dan 7n. ontainer logam cair men)adi satu dengan mesin cetak. 6ntuk

gambar -esin Cetak +ekan uang Panas dapat dilihat pada gambar ".5.

$ambar ".5 % -esin Cor Cetak uang Panas

'umber % $rooer (200 % 230

2. -esin Cetak uang &ingin (Cold Chamber

Pada mesin cetak ruang dingin ! tungku peleburannya terpisah dan silinderinfeksi diisi logam cair secara manual atau mekanis. +ekanan in)eksinya

berkisar antara 1" sampai 1"0 -pa digunakan untuk logam cor dengan titik

lebur lbih tinggi! dan biasanya digunakan untuk pengecoran logam nonferrous.

6ntuk gambar -esin Cetak +ekan uang Panas dapat dilihat pada gambar ".*.


6/41

$ambar ".* % -esin Cetak +ekan uang &ingin

'umber % $rooer (200 % 230

b. Centrifugal Casting

Centrifugal Casting dilakukan dengan cara menuangkan logam cair ke dalam

cetakan yang berputar. akibat pengaruh gaya sentrifugal logam cair akan

terdistribusi ke dinding rongga cetak dan kemudian membeku.

elebihan menggunakan centrifugal casting%

1. iser tidak diperlukan.

2. Produk yang berlekuklekuk dapat diproses dengan permukaan yang baik.

3. +oleransi benda kecil.

". #enda ker)a uniform.

ekurangan menggunakan centrifugal casting%

1. 8arga peralatan mahal.

2. #iaya maintenence mahal.

3. ,a)u produksi rendah.

". 'atu cetakan hanya digunakan untuk satu produk.

5. $aya sentrifugal besar.

/enis)enis centrifugal casting%

1. Pure Centifugal Casting (Pengecoran sentrifugal se)ati .

&alam pengecoran sentrifugal se)ati! logam cair dir9tuangkan ke dalam

cetakan yang berputar untuk menghasilkan benda cor yang berbentuk turbular!

seperti pipa! tabung! bushing! cincin! dan lainlain.

$ambar ". % Proses Penuangan Pengecoran sentrifugal se)ati


7/41

'umber % $rooer (200 % 232

&alam gambar ". ditun)ukan logam cair dituangkan ke dalam cetakan

horisontal yang sedang berputar melalui caan tuan (pouring bashin yang

terletak pada salah satu u)ung cetakan. Pada beberapa mesin! cetakan baru

diputar setelah logam cair dituangkan. kecepatan putar yang sangat tinggi

menghasilkan gaya sentrifugal sehingga logam akan terbentuk sesuai dengan

bentuk dinding cetakan. /adi! bentuk luar dan bentuk cor bisa bulat! oktagonal!

heksagonal atau bentukbentuk yang lain! tetapi sebelah dalamnya akan

berbentuk bulatan! karena adanya gaya radial yang simetri.

arakteristik benda cor hasil pengecoran sentrifugal se)ati%

-emiliki densitas (kepadatan yang tinggi terutama pada bagian luar coran.

tidak ter)adi penyusutan pembekuan benda terutama pada bagian luar cor

karena adanya gaya sentrifugal yang beker)a secara kontinu selama proses

pembekuan.

Cenderung ada impuritas pada dinding sebelah dalam coran dan hal ini dapat

dihilangkan dengan pemesinan.

2. Pengecoran semi sentrifugal.

Pada metode ini! gaya sentrifugal digunakan untuk menghasilkan benda cor

yang pe)al bukan turbular. Cetakan dirancang dengan riser pada pusat untuk

pengisian logam cair!seperti ditun)ukan pada gambar ".4.

'umber ".4 % Proses Pengecoran 'emi 'entrifugal

'umber % $rooer (200 % 232

&ensitas logam dalam akhir pengecoran lebih besar pada bagian luar

dibandingkan dengan bagian dalam coran yaitu bagian dekat dengan pusat

rotasi. ondisi ini dimanfaatkan untuk membuat benda dengan lubang di

tengah! seperti roda! puli. #agian tengah yang memiliki densitas rendah mudah

diker)akan dengan pemesinan.

3. Pengecoran sentrifuge.


8/41

&alam pengecoran sentrifuge cetakan dirancang dengan beberapa cetakan

rongga cetak yang diletakan disebelah luar dari pusat rotasi sedemikian rupa

sehingga logam cair yang dituangkan ke dalam cetakan akan di distribusikan ke

setiap rongga cetak dengan gaya sentrifugal! seperti pada gambar "..

$ambar ". % Proses Pengecoran sentrifuge

'umber % $rooer (200 % 232

c. Suee!e Casting

-erupakan proses dimana logam cair membeku dibaah tekanan dalam

keadaan tetap antara plat hidrolis. $ambar suee!e casting dapat dilihat pada

gambar ".10.+ahapan s:ue;e casting%

a. ,ogam cair dimasukan pada cetakan

b. &itekan pada kondisi konstan

c. &iberikan hingga solid dan dingin

d. &iangkat dari cetakan

$ambar ".10 % ':ue;e Casting

'umber %


9/41

Peleburan atau pencairan adalah proses yang menghasilkan perubahan fase

;at dari padat ke cair. =nergi internal ;at padat meningkat (biasanya karena panas

mencapai temperature tertentu (disebut titik leleh saat ;at ini berubah cair. +ungku

tungku peleburan yang biasanya digunakan dalam industri pengecoran logam antara

lain! dapur induksi! dapur listrik! dapur kru;. arakteristik masing masing tungku

peleburan adalah %

1. &apur ,istrik >nduksi

1. &apur ,istrik >nduksi /enis nduksi /enis


10/41

$ambar ".12 % &apur ,istrik >nduksi /enis


11/41

logam

+er)adi kontak dengan elemen

pemanas

apastias peleburan tinggi (25

50 ton@)am arena kapasitas peleburan yang

tinggi maka konsumsi daya listrik

tinggi

ter)adi pemanasan dan peleburan

logam

+idak ter)adi kontak dengan

elemen pemanas

apasitas peleburan lebih rendah

dari dapur listrik (beberapa kg

3!* ton

onsumsi daya listrik lebih

rendah dadapur listrik

?. Superheating

Superheating (sampai sekitar 500C 1000C diatas titik lebur logam

adalah pemanasan lan)ut atau penambahan temperatur diatas temperatur cair.

'emakin tinggi penambahan temperatur maka "luidity semakin meningkat!

karena aktu yang dibutuhkan untuk kembali ke fase padat semakin lambat.

$ambar ".11 menun)ukkan hubungan antara temperatur dan fluiditas.

$ambar ".1" % Superheating

'umber % #elly! 2001 % 112

4.2.! Soli"i#i$asi

'olidifikasi adalah proses transformasi dari logam@paduan dalam keadaan

cair men)adi padat. 'olidifikasi diaali dengan pembentukan inti yang stabil karena

temperatur pada setiap bagian logam tidak sama. 'etelah terbentuk inti dengan logam

yang masih dalam fase cair! terbentuklah butir. ,ogam cair sedikit demi sedikit berubah

men)adi fase solid mulai dari berbentuk kristal hingga akhirnya men)adi benarbenar

padat. $ambar ".15 menun)ukkan proses dari solidifikasi. 'uhu pembekuan tiap

material pun berbeda! seperti yang dituliskan pada tabel ".3.


12/41

$ambar ".15 % Proses 'olidifikasi

'umber % #eeley! 2001%433

+abel ".3 Ailai dari suatu pembekuan (suhu cair! panas fusi! energi permukaan

maksimum undercooling untuk logam

'umber % Chaimer! 1*"%10

Proses 'olidifikasi

1. +ahapan dalam Pembekuan ,ogam ('olidifikasi

+ahapan dalam pembekuan logam ada 2! yaitu %

?. Pembekuan >nti 'tabil dalam ,ogam Cair

+erdapat 2 mekanisme pengintian dari partikel padat dalam logam cair %

a. Pengintian homogen

Pada saat logam murni cair didinginkan dibaah suhu pembekuannya

beberapa dera)at! inti homogen banyak terbentuk karena atom lambat membuat


13/41

inti bersama. Pengintian homogen membutuhkan suhu undercoooling# yaitu

suhu beberapa dera)at dibaah suhu cair.

b. Pengintian 8eterogen (Heterogeneous $ucleation

Pengintian heterogen sama dengan pengintian homogen hanya sa)a logam

cairnya tidak murni. Pada pengintian heterogen! suhu undercoolingtidak terlalu

besar.

2. Pembentukan ristal dalam ,ogam Cair dan Pembentukan 'truktur #utir

'etelah inti yang stabilter bentuk pada logam yang sedang memadat!

kemudian inti tumbuh men)adi kristal.

3. $rafik 'olidifikasi

a. $rafik 'olidifikasi -urni

$ambar ".1* % 'olidifikasi ,ogam -urni

'umber % /ain! 1*"%140

$ambar ".1* men)elaskan grafik perubahan fase dari suatu logam dari fase

padat men)adi fase cair. Pen)elasan tiap titik akan di)elaskan sebagai berikut%

+itik 1 ke 2

+er)adi penurunan suhu akibat perbedaan temperatur logam cair disebut

kalor sensibel karena hanya ter)adi penurunan suhu sa)a sampai titik 2 tanpa

ter)adi perubahan fase dalam hal ini fasenya tetap logam cair.

+itik 2 ke 3

Pada titik 2 dimulainya proses perubahan fase dari liuidke solid sampai

mencapai titik 3 tetapi tanpa penurunan temperatur (kalor laten. Pada titik 3

keseluruhan logam cair telah men)adi solid dan ini adalah titik akhir pembekuan.


14/41

+itik 3 ke "

+er)adi penurunan suhu dari titik 3 hingga titik ". ,ogam sudah berbentuk

padat (solid dari titik 3. Pada titik " suhu logam padat sudah sama dengan suhu

lingkungan luarnya. alor yang ter)adi adalah kalor sensibel.

b. $rafik 'olidifikasi Paduan

,ogam paduan umumnya membeku pada daerah temperatur tertentu! seperti

yang ditun)ukkan pada gambar ".1.

$ambar ".1 % 'olidifikasi ,ogam Paduan

'umber % /ain! 1*"%12

$aris aal ter)adinya pembekuan disebut garis li:uidus dan garis akhir

pembekuan disebut garis solidus. 'uatu paduan dengan komposisi tertentu bila

didinginkan dalam aktu yang sangat lama! maka pembekuannya akan ter)adi saat

mencapai garis li:uidus dan pembekuan berakhir pada saat mencapai garis solidus!

setelah itu pendinginan akan berlangsung terus hingga mencapai temperatur

ruangan.

". &aerah pembekuan

?.Chill %one

'elama proses penuangan logam cair kedalam cetakan! logam cair yang

berkontak langsung dengan dinding cetakan akan mengalami pendinginan yang

cepat dibaah temperatur liuidnya. ?kibatnya! pada dinding cetakan tersebut

timbul banyak inti padat dan selan)utnya tumbuh kearah logam cair. #ila

temperatur penuangan rendah maka seluruh bagian logam cair akan membeku

secara cepat dibaahtemperatur liuidus. &an bila temperatur penuangan tinggicairan logam yang berada ditengahtengah logam cair akan tetap berasa diatas


15/41

temperatur liuidusuntuk )angka aktu yang lama. &aerah pembekuan Chill %one

dapat dilihat pada gambar ".14.

$ambar ".14 % &aerah Pembekuan Chill %one

'umber % ?skeland! 2010%3"5

#. Columnar %one

'esaat setelah penuangan! gradien temperatur pada dinding cetakan menurun

dan kristal pada daerah chill tumbuh meman)ang. irstalkristal tersebut tumbuh

meman)ang berlaanan dengan arah perpindahan panas (panas bergerak dari

cairan logam kearah dinding cetakan yang temperaturnya lebih rendah yang

disebut dengan dendrit. 'etiap kristal dendrit mengandung banyak logamlogam

dendrit (primary dendrit. /ika fraksi olue padatan (dendrit meningkat denganmeningkatnya pan)ang dendrit dan )ika struktur yang terbentuk berfase tunggal!

maka lenganlengan dendrit sekunder dan tertier akan timbul dari lengan dendrit

primer. &aerah yang terbentuk antara u)ung dendrit dan titik dimana sisa cairan

terakhir akan membeku yang disebut mushy !one& pasty !one. $ambar ".1

menun)ukkan daerah pembekuan Columnar %one.

$ambar ".1 % &aerah Pembekuan Columnar %one


C.Euiaxed %one


16/41

&aerah ini terdiri dari butirbutir euiaxial yang tumbuh secara acak

ditengahtengah logam cair. Pada daerah ini perbedaan temperatur yang ada tidak

menyebabkan ter)adinya pertumbuhan butir meman)ang. $ambar ".20

menun)ukkan daerah pembekuanEuiaxed %one.

$ambar ".20 % &aerah PembekuanEuiaxed %one


4.2.4 %lui"i&as

a. &efinisi


17/41

$ambar ".21 % -ode PembekuanPlane Interface Mode


i. Cairan memasuki saluran dan pembentukan butirbutir kolom dengan

aliran halus dimulai.

ii. #utir kolom terus tumbuh kearah hulu.iii. Penyumbatan mulai ter)adi.

i. 'isa pengecoran membeku dengan pertumbuhan butir yang cepat.

b. -ode Pembekuan'agged Interface Mode ditun)ukkan pada gambar ".22.

$ambar ".22 % -ode Pembekuan'agged Interface Mode


i. Cairan memasuki saluran dan pembentukan butirbutir kolom bergerak padat

cair dimulai.

ii. #utirbutir kolom terus tumbuh dan pembentukan atau ter)adi diu)ung.iii. Penyumbatan ter)adi dipintu masuk aliran! meski penampang tidak terlalu

padat.

i. 'isa pengecoran membeku dan pembentukan rongga penyusutan ter)adi di

u)ung.

c. -ode PembekuanIndependent Crystallitation Mode ditun)ukkan pada gambar

".23.


18/41

$ambar ".23 % -ode PembekuanIndependent Crystallitation Mode


i. Cairan memenuhi saluran dan pembentukan butirbutir kolom dimulai dan

butiranbutiran halus membentuk atom.ii. #utiran halus tumbuh pesat saat aliran ter)adi.

iii. ?liran terhenti saat konsentrasi kritis dan butiran halus ter)adi diu)ung.

i. 'isa pengecoran membeku dan penyusutan kecil terdistribusi.

(. )hermal Properties

-eskipun komposisi dan mode pembekuan adalah faktor besar yang

mempengaruhi fluiditas dan menun)ukkan hubungan yang mirip! tetapi hubungan

antara fluiditas dan superheat tidak identik. aktu yang dibutuhkan untuk

pendinginan hingga suhu pembekuan tergantung pada kandungan panas dan sifat

sifat termal daripada suhu itu sendiri.'ebagai contoh! pada sistem alumunium silikon! fluiditas maksimum tidak

ter)adi pada komposisi lutetic seperti banyak ter)adi pada sistem paduan lain.

Aamun pada paduan hyperetatic menun)ukkan fluiditas lebih tinggi karena

tingginya panas fusi dari silikon. -eski sebagian besar inti ini ter)adi karena

pergeseran komposisi kekomposisi yang tidak stabil dengan kandungan silikon

yang lebih besar dari ukuran normalnya.

b. Cara Pengu)ian


19/41

$ambar ".2" % Spiral Mold )est


Pengu)ian fluiditas cetakan berbentuk spiral seperti yang terlihat pada

gambar ".2" bertu)uan untuk mengu)i mampu alir cairan logam dengan

menggunakan cetakan sekecil mungkin dan dapat memperkecil kesalahan

sensitiitas aliran terhadap beda ketinggian.

Pengu)ian ini dilakukan dengan cara mengalirkan logam cair kecetakan

spiral! semakin banyak bagian cetakan yang terisi! maka semakin besar nilai

fluiditasnya.

2. *acuum "luidity )est

$ambar ".25 % *acuum "luidity )est



20/41

Pengu)ian akum seperti yang terlihat pada gambar ".25 bertu)uan untuk

mengamati pan)ang aliran logam yang mengalir melalui saluran sempit saat

dihisap oleh pompa akum dari dapur krusikel.

Pengu)ian ini dilakukan dengan cara mengalirkan logam cair melalui tabung

gelas halus dibaah pengaruh hisapan dari kondisi akum sebagian. Pressure

head diketahui dengan akurat dan faktor manusia dalam penuangan dapat

dihilangkan.

3. Multiple Channel "luidity )est Casting

$ambar ". 2* %Multiple Channel "luidity )est Casting

'umber % #eeley!2001%23

Pengu)ian pada gambar ".2* digunakan untuk mengetahui fluiditas

aliran logam cair saat melalui saluran lebih dari satu dan dengan luas

penampang sama sempitnya yang mana banyak terdapat pada saluran cetakan

pengecoran yang sebenarnya.

4.2.' (aca& (oran

1. Porositas

Porositas merupakan cacat yang ter)adi akibat terperangkapnya gas dalam

logam cair pada aktu proses pengecoran. Pada benda cor terdapat lubanglubang

baik pada permukaan maupun pada bagian dalam benda cor tersebut.

Cacat porositas ada 2 macam! yaitu %

a. Interdendritic Shrin+age


21/41

Interdendritic Shrin+age merupakan cacat yang ter)adi akibat dari

penyusutan poripori kecil antara dendrit. Cacat ini sering disebut )uga

microshrin+ageataushrin+age porosity.

b. $asPorosity

$asPorosity merupakan cacat ini biasa ter)adi karena kelebihan hidrogen

yang tidak dapat dimasukkan dalam struktur logam atau paduan kristal padat

sehingga membentuk gelembung yang mungkin terperangkap dalam logam padat

dan akhirnya menghasilkan porositas gas.

Penyebab %

$as terbaa dalam logam cair selama pencairan

$as terserap dalam logam cair dari cetakan

+itik cair terlalu tinggi dan aktu pencairan terlalu lama

'olusi %

-engontrol )umlah gas yang dihasilkan material pada cetakan pasir -emberi pasir yang memiliki kadar air rendah dan permeabilitas yang sesuai

2. Shift(Pergeseran

Shift merupakan cacat yang ter)adi akibat dari ketidakcocokan masing

masing bagian dari coran. #iasanya ter)adi dibagian pola belahan. Shiftditun)ukkan

pada gambar ".2.

Penyebab %

Pergeseran titik tengah pola

Pergeseran titik tengah bagian core

angka cetak yang kurang tepat

6kuran dimensi cetakan yang salah

'olusi %

-emperbaiki desain cetakan sesuai dimensi dan ukuran yang tepat

-emberikan pin atau pengunci agar tidak ter)adi pergeseran

$ambar ".2 % Shift

'umber % 'urdia dan Chi)ia! 2013 D21"

3. Dirt and Sand Inclusion(otoran dan >nklusi Pasir

otoran dan inklusi pasir merupakan cacat yang ter)adi karena adanya

partikel asing atau kotoran yang tertanam pada permukaan coran dan bisa )uga karena


22/41

adanya rontokan pasir yang melekat pada permukaan hasil coran seperti pada gambar

".24.

Penyebab %

?danya pasir yang terkikis selama penuangan logam cair

?danya kotoran pada cetakan

#agian ongga cetakan kurang bersih

'olusi %

-elakukan penuangan secara perlahanlahan.

Pemberian saringan pada saluran penuangan sehingga kotoran tidak ikut masuk ke

dalam cetakan

-elakukan pemeriksaan dan pembersihan dibagian rongga cetakan.

$ambar ".24 %Dirt and Sand Inclusion

'umber % 'urdia dan Chi)ia! 2013 D215

". "in ('irip

-erupakan cacat yang ter)adi akibat penetrasi logam cair pada bagian

cetakan kap dan drag. ?pabila cetakan tidak tepat maka logam yang dicairkan akan

mengisi celahcelah cetakan dan menimbulkan cacat seperti sirip seperti yang tampak

pada gambar ".2.

Penyebab %

Penempatan cetakan kup dan drag yang tidak tepat

?danya penetrasi logam cair yang berlebihan'olusi %

-embuat permukaan cetakan yang halus dan rata.

Pemasangan kup dan drag harus tepat


23/41

$ambar ".2 %"in

'umber %,eeley# -/01/(

5. Shrin+age (Penyusutan

-erupakan cacat yang ter)adi saat pembekuan. Pembekuan yang tidak

seragam pada bagian coran menghasilkan perbedaan ketebalan dan luas permukaan

yang cukup besar. Shrin+age dapat dilihat pada gambar ".30.

Penyebab %

Pembekuan yang tidak seragam

6kuran gating system yang tidak sesuai

,etak riseryang kurang tepat

?danya temperature penuangan yang salah

'olusi %

Penyeragaman pada saat proses pembekuan

-eletakkan riserpada posisi yang tepat

$unakan suhu yang tinggi agar saat penurunan temperatur tidak ter)adi

penyusutan


24/41

$ambar ".30 % 'hrinkage

'umber % ?skeland! 2010%3"

4.2.) Ins*e$si

>nspeksi atau pemeriksaan cacat adalah pemeriksaan terhadap produk coran

untuk mengetahui ada tidaknya cacat pada produk coran tersebut. arena potensi

ter)adinya cacat pada coran cukup tinggi! maka inspeksi terhadap produk coran perlu

dilakukan. -acammacam metode pengu)ian yang sering dilakukan yaitu %

1. 2iuid Penetrant )est

-etode li:uid penetrant test merupakan metode A&+ (non destructive test.

Bang paling sederhana metode ini digunakan untuk menemukan cacat di permukaan

terbuka dari komponen solid baik logam maupun non logam.

-elalui metode ini cacat pada permukaan material akan terlihat )elas.

Caranya adalah dengan memberikan cairan berarna terang pada permukaan yang

diinspeksi. Cairan ini harus memiliki daya penetrant yang baik dan iskositas yang

rendah agar dapat masuk pada cacat dipermukaan material yang diberikan. Cacat

akan nampak )elas )ika perbedaan arna penetran yang tertinggal dibersihkan dengan

penetran deeloper.2iuid Penetrant )estditun)ukkan pada gambar ".31.

euntungan %

-udah diaplikasikan

-urah

+idak dipengaruhi oleh sifat kemagnetan material dan komposisi kimia

/angkauan permukaan cukup luas

ekurangan %


25/41

+idak dapat dilakukan pada benda dengan permukaan kasar dan berpori.

$ambar ".31 %2iuid Penetrant )est

'umber %De 3armo4s! 2004 % 2"

2. 5ltrasonic )est

Prinsip yang digunakan adalah prinsip gelombang suara. $elombang suara

yang dirambatkan pada spesimen u)i dan sinyal yang ditransmisikan akan

dipantulkan kembali. $elombang ultrasonik yang digunakan memiliki frekuensi

0!520 -h;. $elombang suara akan berpengauh )ika ada retakan atau cacat pada

material. $elombang ultrasonik dibangkitkan oleh transduser dari bahan

pie;oelektrik yang dapat merubah energi listrik men)adi getaran mekanis kemudian

men)adi energi listrik lagi. 5ltrasonic test di)elaskan pada gambar ".32.

euntungan %

Cukup teliti dan akurat

8anya diperlukan satu sisi untuk dapat mendeteksi keseluruhan

>ndikasi dapat langsung diamati

ekurangan %

-emerlukan pelaksana yang terlatih dan berpengalaman

#enda u)i dengan permukaan kasar! tidak beraturan! sangat kecil sangat sulit

diu)i.


26/41

$ambar ".32 % 5ltrasonic )est

'umber %De 3armo4s! 2004 % 251

3. Eddy Current )est

>nspeksi ini memanfaatkan prinsip elektromagnetik. Prinsipnya arus listrik

dialirkan pada kumparan untuk membangkitkan medan magnet didalamnya. /ika

medan magnet dikenakan pada benda logam yang akan diinspeksi! akan terbangkit

arus eddy! kemudian diinspeksi. ?danya medan magnet pada benda akan berinteraksi

dengan magnet pada kumparan dan mengubah tendensi bila ada cacat.Eddy current

testdi)elaskan pada gambar ".33.euntungan %

8asil pengu)ian dapat langsung diketahui

Pengu)ian eddy aman dan tidak ada bahaya radiasi

ekurangan %

8anya dapat diterapkan pada permukaan yang dapat di)angkau

8anya diterapkan pada bahan logam sa)a.


27/41

$ambar ".33 %Eddy Current )est

'umber %De 3armo4s! 2004 % 25"

". 6)i Piknometri dan 6)i omposisi

&alam pengu)ian komposisi! ketidakteraturan bahan diteliti dan )uga

komponen! struktur mikro dan sifatsifat mekanik. &engan demikian pemeriksaan

porositas dapat dilakukan dengan baik dengan perlakuan tekanan yang berasal dari

foto mikrostruktur dari coran.

6ntuk mencari persentase porositas yang terdapat dalam suatu coran

digunakan perbandingan 2 buah densitas! yaitu %

a. )rue Density

epadatan dari suatu benda padat tanpa porositas yang terdapat didalam

didefinisikan sebagai perbandingan massa terhadap olume tekanan.

b. 6pparent Density

#erat disetiap unit olume material termasuk cacat yang terdapat dalam u)i

material (gr@cm3.

Pengukuran densitas menggunakan metode piknometri! yaitu sebuah proses

membandingkan densitas relatif dari seluruh padatan dan cairan )ika densitas dari

cairan diketahui maka densitas dari padatan dapat dihitung. Proses dapat

digambarkan secara sistematik dalam rumus berikut ini %

6ntuk memperoleh nilai truedensity dapat dicari dengan menggunakan

persamaan yang ada pada standart ?'+-= 2524"! yaitu %

&imana!

Pth E )rueDensity(gr@cm3


28/41

P?l! PCu! P


29/41

$ambar ".32 % ?nalisa #entuk dan &imensi'umber % ,aboratorium Pengecoran ,ogam /urusan -esin

'ebelum Permesinan (satuan E mm

#agian &esain Pola 8asil Coran Produk

??G 30 30!5 31! 30

##G 35 2*!35 2*!3 30!5

CCG "5 "1!1 "!" 3!1

&&G 0 5 2!" *!2

==G "0 "0 "0 "0


30/41


31/41

$ambar ".3" menun)ukkan hasil coran 0!05 mm lebih kecil dari ukuran

pola. 8al ini dikarenakan adanya penyusutan pada saat pembekuan.

'edangkan produk setelah"inishingsesuai dengan pola.

#agian CCG

$ambar ".35 % ?nalisa &imensi CCG a sebelum permesinan! dan b

setelah permesinan

'umber % ,aboratorium Pengecoran ,ogam /urusan -esin


32/41

'edangkan ukuran produk 0!4 lebih pendek dari desain. 8al ini dikarenakan

pada saat proses permesinan pemakanannya terlalu dalam.

#agian ==G

$ambar ".3 % ?nalisa &imensi ==G a sebelum permesinan! dan bsetelah permesinan



33/41

$ambar ".3 % ?nalisa &imensi $$G a sebelum permesinan! dan b

setelah permesinan



34/41

$ambar "."0% Cacat 'irip



35/41

'olusi %

-eningkatkan temperatur penuangan

-embuat core yang lebih sempurna

$ambar "."2 % Cacat Penyusutan

'umber % ,aboratorium Pengecoran ,ogam

/urusan -esin


36/41

7. Cacat Porositas

?danya rongga udara yang ter)ebak di dalam logam cair pada saat

pembekuan dan tidak sempat keluar seperti pada gambar "."".

Penyebab%

$as terbaa dalam logam cair selama pencairan

$as terserap dalam logam cair dan cetakan

'olusi%

aktu penuangan diharapkan lebih cepat

alau bisa penuangan dilakukan pada ruangan akum

$ambar "."" % Cacat ,ubang /arum

'umber % ,aboratorium Pengecoran ,ogam /urusan

-esin 'etelah"inishing

a. ?nalisa Cacat Coran 'etelah"inishing

1. Cacat ongga 6dara

Cacat rongga udara adalah cacat yang ditandai munculnya lubang

pada permukaan atau bagian dalam coran seperti pada gambar "."5.

Penyebab%

)emperaturepenuangan yang rendah

Cetakan belum kering sepenuhnya

'olusi%

)emperaturepenuangan tinggi


37/41

Cetakan harus benarbenar kering sepenuhnya agar gelembung udara

tidak masuk ke cairan logam

$ambar "."5 % Cacat ,ubang /arum


-esin


38/41

Permukaan coran tidak rata dan kasar. Cacat ini )uga terdapat

adanya pasir yang terbaa dalam coran seperti pada gambar ".".

Penyebab %

Pemadatan pasir yang kurang

ekuatan pasir rendah'olusi %

Penumbukan pasir cetak harus benarbenar padat

omposisi antara bentonit! pasir! dan air harus tepat agar kekuatan yang

dihasilkan optimal

$ambar "." % CacatDirt and Sand Inclusion


-esin


39/41

$ambar "."4 % Cacat Permesinan


-esin


40/41

+abel ".5 8asil Perhitungan Porositas (Piknometri

Ao. 6nsur adar adar (F -assa /enis (gr@cmI adar @ -assa /enis

1 ?l 5!" 2! 22

2 'i ! 2!23 "!"

3 P 0!5* 1!42 0!31

" Ca 1!1" 1!5" 0!1"

5 +i 0!0* "!51 0!01*

* J 0!03 *!0 0!00*"

Cr 0!41 !5 0!10"

4 -n 0! 0!""5 2!2


41/41

4.4.1 Kesim*ulan

1. &ari dimensi hasil coran > terdapat banyak kecacatan yang disebabkan karena

penyusutan saat pembekuan

2. Pada analisa coran sebelum dan sesudah proses finishing! cacat yang dimiliki

benda ker)a > mengalami penurunan. Aamun ter)adi cacat permesinan yang

disebabkan kesalahan pada pembacaan gambar.

3. #erdasarkan hasil pengukuran benda ker)a >! ada benda yang ukurannya

melebihi desain da nada yang kurang dari desain.

". 6ntuk u)i piknometri hasil pada pengecoran > adalah 2!2F. Pada benda ker)a

> terdapat banyak penyusutan dan ronggarongga.

4.4.2 Saran

1. etika introductionpraktikum pengecoran logam! semua dosen pembimbing

diharapkan ikut diundang.

2. &iharapkan agar asisten laboratorium pengecoran logam menyamakan

materi yang akan diberikan kepada praktikan sesuai kesepakatan dengan

dosen pembimbing.

penuangan dan inspesi logam

Documents